作者:于启章
来源: 正和岛(ID:zhenghedao)
06月29日,是高伯龙诞辰94周年。
这位“中国激光陀螺之父”离开我们,也已经5年了。
和钱学森、杨振宁、李政道等声名显赫的物理学家相比,高伯龙的知名度或许不高。
但如果没有他,中国的火箭、战机、所有尖端导弹,甚至前不久刚刚下水的福建舰都可能成为半个瞎子,因为它们都离不开一个仅手掌大的心脏——激光陀螺。
这位老人和他的团队潜心43年,承受巨大压力与煎熬,突破美国20年封锁,让中国成为了世界上第4个能够独立研制激光陀螺的国家。
今天,让我们再次以文字为桥梁,走向这位大国重器“点睛人”的奋斗旅程。
谨以此文缅怀高伯龙先生。
为打破封锁,“半路入伙”
上世纪60年代,世界上第一台激光陀螺仪在美国诞生。
这个装置只有巴掌大小,却被誉为武器平台定位导航系统的“心脏”,不论在地下、水下还是封闭空间,都能提供精准的方位、俯仰、位置、速度、加速度等信息。
换句话说,战机、潜艇、尖端导弹、舰船……几乎所有需要精准制导的军事装备离开激光陀螺仪,都会变成“半个瞎子”,并且迄今为止,没有任何一种方式可以远距离干扰陀螺仪工作。
可想而知,这个技术一出现就引起了世界各国的关注,纷纷斥巨资展开相关研制工作,但对比美国取得的重大进展,我们国家在这个领域可以说是一片空白。
雪上加霜的是,美国对我国实行了严格的技术封锁,我们的初次研究就因为得不到差频信号而终止。
转机出现在1971年,钱学森将2张神秘的小纸条递到了国防科技大学,上面写的正是激光陀螺的大致原理。
即便如此,当年看到纸条的人都皱着眉头连连摇头说:“不好办。”
仅仅凭借大致的原理,无实物、无图纸,就想去研究一个真家伙出来,简直是天方夜谭,其难度堪比让一个从未见过火箭的人去设计登月火箭。
当时,国内有十多家单位开展这项研究,但资料缺乏、经费稀缺、工艺不足,几年过去,可以说没有任何实质性的进展,不少单位都选择了放弃。
彼时的高伯龙是国防科技大学的一名教授,除了教课外也会参与解决学校科研项目的问题,人们印象中每次只要高伯龙参与,很多问题就迎刃而解。
于是有人推荐,让高伯龙加入激光研究小组。
“半路入伙”却产生奇效,此前一直没有弄清楚的“离子噪音跟陀螺信号差异”问题,竟然被高伯龙用1个星期时间解决了。
同组的丁金星后来回忆说: “高伯龙一来,局面马上就不一样了!”
国外没有的,我们也能有!
高伯龙像是一个发动机,他的加入迅速撬动了实验进展。
结合实验对“钱学森密码”进行了深入的理论研究,高伯龙在短短一年内就弄清了症结所在,同时他也意识到,我国当时的条件跟美国完全没法比,必须从实际出发,另辟路径。
在1975和1976两次全国激光陀螺仪学术会议上,高伯龙都推荐了四频差动激光陀螺仪方案,并且做了详细的理论论证。
要知道,当时美国所研制的也仅仅是二频差动激光陀螺仪,如果真能做成,我国将会完成一次漂亮的飞跃。
1976年,高伯龙结合自己破译出的激光陀螺仪原理,写了一篇200页的论文《环形激光讲义》。
这本书至今仍被认为是该领域研究者及高校有关专业学生的入门必读书,成为了我国激光陀螺研究的理论基石,也让众多长期迷茫的激光陀螺科研工作者看到了希望,重拾信心。
1978年,高伯龙的团队就成功研制了我国第一代激光陀螺实验样机。
高伯龙用3年的时间,把一无所知、无从下手的激光陀螺变成了具体的实验样机!这个振奋人心的消息迅速在我国科研圈中传开。
但喜悦的心情还没持续太久就遭到了一阵冷风。
1984年,美国宣布放弃研制四频差动激光陀螺仪,这个动向引起了轩然大波。
事实上,尽管高伯龙取得了很好的实验进展,但从理论到落地毕竟是一条崎岖的路,大部分人认为我们还是应该脚踏实地,先效仿美国研制二频差动激光陀螺。
况且这不是一般的学术争论,而是决定了整个项目的发展方向,决定了项目资金分配等决策性的问题。
因此美国这一宣布,国内质疑声四起:“国外有的二频差动你们不干,国外都干不成四频差动你们非要干。”
对此,高伯龙态度很坚决:“ 外国有的、先进的,我们要跟踪,将来要有;但并不是说外国没有的我们不许有。 ”
如此坚定,他的底气何在?
原来,高伯龙早在深入研究后发现美国之所以否认下马“四频”,是因为他们目前的方案犯了理论性错误,这才导致了研究迟迟没有进展。
但美国的失败并不能证明“四频”方案是彻底错误的。
果然,不久后美国又重拾了四频差动激光陀螺仪的研究,印证了高伯龙的主张是对的。
“交不出成果,我死不瞑目”
带着不服输的劲头,高伯龙和丁金星等一众科研人员一心扑在实验室。
高伯龙 加入团队时已经47岁了,本身还患有 哮喘,在这么拼命的工作下,每个月都要发作两三次,但他喘过气来继续干,实验室更是常备着治疗哮喘的药。
最难的时候,不论工作日还是节假日,他每天在实验室超过15个小时,全年加班超过1500个小时, 而他团队的其他成员也不遑多让,恨不得把一年当作两年用。
有一次高伯龙带着自己的学生张斌到实验室,张斌发现实验室中竟然有油和醋,他本以为是老师做实验用的,后来发现是老师不想浪费去食堂打饭的时间,就把面条煮下凑合着吃。
还有一次,在实验室待了一天的高伯龙回到家,他妻子发现他脚都肿了。
她埋怨到:“你也不是年轻人了,能不能别这么拼了!”
高伯龙反过来对妻子说: “我们已经落后了很多了,如果现在不加紧追,什么时候能赶上。”
进行了一段时间的研究后,高伯龙发现了一个极其重要和紧迫的问题需要解决,那就是:如何鉴别和选用合适的膜片。
激光陀螺研制的关键在于精密加工工艺,尤其是光学膜片的镀刻。然而,当时我们国家根本没有可以检测膜片是否合格的仪器,一切全凭肉眼观察,膜片的质量和选择根本无法很好的把控。
于是,高伯龙便开始钻研原理,根据自身和技术人员的经验,一个问题一个问题解决过去,最终成功发明和制造出了我国第一台激光“差动型透射率反射率测量仪”,简称DF透反仪。
直到今天,这台机器仍旧是我国镀膜选片的首选。
然而,困难似乎远未结束,解决完膜片测量仪这一难题后,高伯龙又遇到了更加难解决的问题“镀膜”。
在一开始研究激光陀螺原理时,他便深刻认识到光学薄膜对研制激光陀螺的极端重要性。
当时国内关于薄膜光学方面的资料还很少见,这也就意味着他们要从理论设计开始,再将理论与实践相结合。
国内的计算机还不是很普及,年过半百的高伯龙并没有被难倒,开始自学编程,完成膜系设计工作。
然而,我们国家的设备和制作工艺都很落后,想要突破这个难题,并不容易。
望着一片片报废的膜片,不少人都生出了退缩的悲观情绪,甚至有人说:“工艺不行,我们干也白干,干脆放弃算了。”
高伯龙回答道: “死也要死在工作上,拿不出成果死不瞑目!”
说干就干,高伯龙从多年的理论研究,转向进军基础工艺。
经过1000多个日夜的奋斗,他终于掌握了具有完全知识产权的腔镜光学加工技术,成功制造出了四频差动激光陀螺仪能用的膜片。
1993年,眼看激光陀螺样机就要大功告成,验收竟然出了问题,高伯龙知晓后瘫坐在了地上,很多同事看着10多年的努力好像要付诸东流,难免也开始怀疑自己。
但是作为总负责人,高伯龙知道自己不能倒下,最后仍旧是他顶住压力,找到了症结所在:“镀膜还没有完全过关,接受一位老同志的建议,我们正打算采用准内腔结构以减少镀膜困难。”
与此同时,面对专家组和外界的质疑,高伯立下军令状: “一年!一年以后,我保证一定将激光陀螺研发出来!”
尽管对外表现得坚定决绝,但高伯龙内心比任何人都煎熬。
高伯龙的学生至今记得1993年激光陀螺出问题时,高伯龙懊恼对他说的话: “我是有罪的,我花了20年时间,花了国家这么多钱,搞成这个样子。”
1994年11月,在历经一年的紧张和锲而不舍的奋斗后,全内腔四频差动激光陀螺工程样机终于研制成功,并受到了专家鉴定委员会的高度评价。
我国成为了继美俄法之后,第4个能够独立研制激光陀螺仪的国家!
不仅如此,当时其他的三个国家用的还是“二频”,也就是说,我们直接研制出了世界上最先进的激光陀螺仪,20年的封锁和差距,一举反超。
这一年,高伯龙瘦了整整30斤。
穿5块钱背心,干上亿的大事
2014年,已经86岁高龄的高伯龙出现在央视一期关于激光陀螺的军事科技节目中,戴着眼镜,身穿白色背心,熟练地敲着键盘。
在此之前,他几乎从未走进过公众视野。
节目播出后,有人称高伯龙: “穿着5块钱的背心,干着上亿的大事。”
这些年来,高伯龙对于科研的执着与认真令人钦佩,不仅持续带领团队创新,培养了无数专业人才,甚至在重病不得不住院时,手中依旧放不下那些研究资料。
而在高伯龙女儿高一华的回忆中,我们看到了更多细节:
“父亲一辈子甘于淡泊,一套绿色老式作训服、一双绿胶鞋、一件军大衣穿了一辈子”;
“听说大理石膨胀率低,适合做光路系统的支撑平台,父亲就推着板车去建筑工地捡大理石废料”;
“没有研究室和设备,他就把废弃的食堂改成了临时的实验室”;
“没有纳米激光玻璃,他就自己去割”;
“没有高精检测仪,他就把废旧仪器拆下来自己加工研制”;
“没有现成的软件,他年近五旬的时候从零开始学习编程”;
……
这位晚年才走进公众视野的院士,被誉为我国航母、导弹、潜艇等大国重器的“点睛人”。
从1975年到2017年,高伯龙在激光陀螺领域钻研了43年,而我国的自主研制的激光陀螺也在他的带领下从无到有,再到世界先进水平。
这些年间,为防止哮喘发作影响工作,大热天他都是穿着军大衣走在国防科技大学的校园里。
有人不禁会问,需要有多深厚的热爱才足以支撑重病的身躯坚守在工作岗位?
但很多人不知道,这份工作高伯龙其实不曾喜欢过,因为他的志向,一直都在理论物理领域。
为了国家的需要,他深深埋藏了自己的理想,并付出自己的所有去完成国家的科技梦。
曾有人就这一点对他发问,他只淡淡回答:
“搞激光陀螺,对我来说是一次艰难的选择。但你生活在高山上,必须学会爬山而不能想着去游泳。一个人的志愿和选择应当符合国家的需要。”
“只有先让国家强大起来,才能有更多的个体可以更好地追逐自己的梦想。”
结语
科学没有国界,但科学家有祖国。
封锁、突破、创新、应用,是近代以来科技战场不变的轨迹。
“自主研制”四个字更是诠释了高伯龙与他们那辈人半个世纪中是如何地激情燃烧。
我们感怀高伯龙,不仅仅因为他的才华与毅力,更因为他对这片土地,对这里的人们深深的挂念。
我们的尊严和幸福,与他有关。
参考资料:
[1]. 科技界“火云邪神”高伯龙:成功研制激光陀螺,打破欧美20年封锁,西部文明播报
[2]. 湖南革命陵园名人传④:父亲高伯龙:大国重器“点睛人”,红网
[3]. 中国激光陀螺之父高伯龙:呕心沥血小半生,打破美国20年技术封锁,北方寻史
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